本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
地球上存在多少种多细胞生物？ 你知道的，由不止一个细胞组成的生物？ 让我们看看……植物、动物和真菌。 三种，对吗？ 错了。
我给你看“多细胞性代表性多样起源……”又名图1，来自《美国植物学杂志》一月刊上的论文“多细胞性的进化-发育起源”。 我应该强调，这张图只包括真核生物——其细胞含有称为细胞核的DNA存储隔间的生物——而不包括细菌，细菌也多次进化出多细胞性。
这里的分支长度并非旨在精确。 图1 来自 Niklas 2013。点击图片查看来源。 完全公开：卡尔·尼克拉斯是本文和图表的作者，他是我大学时的植物学教授（尽管我非常怀疑他现在是否还对我有一点印象）。
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我喜欢看这样的图表。 它让我感觉，即使在我研究生物学这么多年之后，仍然有一个充满迷人生命形式的世界等待我去瞥见。 这种情况是有原因的：这是真的！ 更好的消息是：我们甚至不必离开地球去看到它们。 它们就在这里，只是在等待你注意到它们。
生物学家实际上对多细胞生物的定义并没有达成一致，你可能会简单地将其定义为由不止一个细胞组成的生物。 但与许多生物学事物一样，在现实世界中，存在很多灰色地带。 实际上，生物学家在许多基本概念上都没有达成一致（想引发争论吗？ 让两位生物学家就“物种”的定义达成一致），这就是为什么自然选择进化意义是他们确实达成一致的少数事情之一，这非常具有讽刺意味。
无论如何，根据定义的宽松或严格程度，多细胞生命在地球上进化了大约 13 到 25 次，其中包括真菌中至少 3 次，以及红藻、不等鞭毛类和绿藻各两次，所有这些似乎都是一次性发生的。 此外，上面的图决不代表所有真核生物。 许多已被遗漏。 尽管如此，这张图片还是让你对多细胞多样性的范围有了一个很好的感觉，以及多细胞生命已经一次又一次地进化——这意味着它一定赋予了一些显著的优势！
这是一份关于此图中更难理解的名称的快速备忘单
轮藻——一类类似植物的绿藻。 有些被称为“石莼”，类似于早期进化的植物，称为木贼，另一些鞘藻目是可爱的小型分支细胞簇，它们在水生植物叶子的下侧过着安静而有尊严的生活。 许多科学家认为陆地植物是从该类群中一个现已灭绝的成员进化而来的。
绿藻——其余的绿藻，包括从单细胞衣藻（它会产生粉红色的雪，正如去年这里所述）到著名的球形团藻菌落，其中 500 到 60,000 个类似衣藻的细胞联合起来形成一个空心球。 由于只有少数细胞可以繁殖（即细胞是特化的），许多人认为它是一种多细胞生物。
网柄菌——奇异的生物，其中数千个无定形的单细胞生物，称为变形虫，有些密切相关，有些不相关，聚集形成一个巨大的（对于变形虫而言）粘液状蛞蝓，爬向合适的位置以释放其孢子。 孢子从哪里来？ 当蛞蝓找到它的位置时，它会把自己从蛞蝓变成一个有柄的子实体，其中 20% 的变形虫无私地牺牲自己来形成柄。 其余的则变态成孢子； 有些作弊以避免成为柄的食物。 在聚集到蛞蝓之前，单个变形虫可能会养殖细菌。
粘菌——这些与网柄菌粘菌相似，因为它们是从变形虫进化而来的。 但与网柄菌不同，两个变形虫交配，然后这个单一的生物一遍又一遍地复制自己的细胞核，产生一个巨大的爬行细胞核填充的细胞质袋。 它们可以变得如此之大，以至于被误认为是狗呕吐物堆，但大多数都很小，并且产生精美绝伦的宝石般美丽的子实体，就像你可以在我的推特个人资料（以及我原始博客的标题）的背景中看到的那样。
真菌——一个迷人、美丽且被忽视的生物王国，具有体外消化功能和由几丁质（而不是纤维素）制成的细胞壁，就像植物和由植物制成的房屋（你可能住在其中一间）。 虽然许多是腐烂物，但几乎每种植物都有几种真菌伙伴寄生在其根部或体内。 没有它们，陆地植物生命可能永远不会超越黏糊糊的绿色薄膜阶段。 如果你是线虫，请当心。
红藻——红棕色海藻，具有通常复杂的生命周期。 如果你在海边待过很长时间，你可能见过这些。
纤毛虫——顾名思义，这些通常是吃细菌的单细胞生物，表面覆盖着称为纤毛的微小跳动毛发，构成推进系统。 但少数纤毛虫可以形成类似粘菌的聚集体，产生带有孢子状繁殖体的柄。 图片（由 Psi Wavefunction 提供）此处。
“其他不等鞭毛类”——该类群包括各种海藻，包括褐藻。 你知道加利福尼亚海岸外数百英尺高的巨型海带森林海獭喜欢在所有自然纪录片中嬉戏吗？ 褐藻。 该类群中还包括：金藻、黄绿藻和类似真菌的卵菌（哦-哦-我的-座位），也称为“水霉”。 一种称为致病疫霉的卵菌引起了爱尔兰马铃薯饥荒，不是真菌。
柄内阿米巴粘菌——类似于网柄菌粘菌，但从家族树的完全不同的非变形虫分支进化而来。
在本文的配文中，作者卡尔·尼克拉斯（我的大学植物学教授，如上文标题所示）深入思考了为什么多细胞性已经进化了如此多次——至少在真核生物的每个主要类群中都进化过一次——多细胞性的要求是什么，以及生命为实现这一目标所采取的许多不同方式。 藻类、陆地植物、真菌和动物采取的主要途径似乎是单细胞 → 菌落（松散的细胞联合体）→ 多细胞。 但是，似乎存在另一种途径，涉及管状网络或内部有许多相互混合的细胞核的巨细胞（“管状/合胞体 → 多细胞”），真菌、那些讨厌的卵菌和一些藻类已经采用了这种途径。
他还注意到，在许多其他观察结果中，各种多细胞生命形式似乎通过多种手段实现了相同的目的。 例如，所有多细胞生命可能都具有细胞连接——基本上是细胞之间的门——这有助于单个生物体中的细胞相互交谈并协调其活动。 但是，构成这些连接的特定化学物质和结构具有许多不同的起源。 对于植物中称为“叶子”但在藻类生物学家中称为叶片或叶状体、苔藓生物学家中称为叶状鳞片、蕨类植物生物学家中称为叶片的结构来说，情况也是如此。 虽然它们看起来相似并且具有相似的功能，但它们是独立进化的并且在结构上有所不同。 换句话说，尼克拉斯说，进化似乎作用于古代单细胞生物中的不同基因和基因网络，从而在许多远缘类群中实现了相同的功能结果。
参考文献
Niklas K.J. (2014)。 多细胞性的进化-发育起源，《美国植物学杂志》，101 (1) 6-25。 DOI: 10.3732/ajb.1300314